2015版高中化学苏教版选修5《有机化学基础》教材知识详解:专题四 第三单元 醛 羧酸

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名称 2015版高中化学苏教版选修5《有机化学基础》教材知识详解:专题四 第三单元 醛 羧酸
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资源类型 教案
版本资源 苏教版
科目 化学
更新时间 2015-02-01 16:08:43

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(B)——章节详解
第一单元 醛 羧酸
Ⅰ 基础知识剖析版
一.知识概念地图
答案:1.醛;—CHO;CnH2nO或CnH2n+1CHO。2. C2H4O;;;CH3CHO。 3.褪。4.甲醛;HCHO;两。5.蚁醛;气;福尔马林。6.羧酸;-COOH;CnH2n-1COOH或CnH2nO2。7.醋酸;无;刺激性;易;冰乙酸。8.弱酸;酯化。9.羧;醛。10.酯。11.RCOOR;CnH2nO2。12.难;小;芳香。13.完全。
二.教材知识详解
(一) 醛
1.醛类的结构
醛:分子是由烃基跟醛基相连而构成的化合物。通式为R—CHO。
饱和一元醛:分子里由饱和烷基和一个醛基相连而构成的化合物。乙醛的同系物叫饱和一元醛。通式为CnH2nO或CnH2n+1CHO(n≥0)。
注意:含有醛基的物质就有醛类物质的性质,但含有醛基的物质不一定就叫醛,如葡萄糖()含有醛基。
2.乙醛的结构和性质
⑴结构:分子式:C2H4O;结构式为;结构简式为;通常简写为CH3CHO;官能团为。
⑵物理性质:乙醛为无色有刺激性气味易挥发的液体,密度比水小,能与水、乙醇、氯仿等互溶。(说明:乙醛能跟水互溶的原因是乙醛分子能跟水分子形成氢键。)
⑶化学性质
醛类的化学性质主要由醛基(—CHO)决定。醛基中有一个C==O双键和C—H键,都有极性,都有可能断裂。醛基上的碳氧双键(C==O)可以与H2发生加成还原成醇,醛基上的碳氢键较活泼,易被氧化成羧酸(催化氧化、银氨溶液氧化或新制氢氧化铜氧化)。
具体可发生:
①和H2加成被还原为醇:
强调:在加热和有催化剂的条件下,醛基中的C=O可与H2 、HCN 、HX(卤化氢)等加成。但C=O双键的加成不如C=C容易,通常情况下C=O双键与溴水、水、HX等很难加成
②氧化反应:
a.燃烧:2CH3CHO+5O2 4CO2+4H2O
b.催化氧化成羧酸:2CH3CHO+O22CH3COOH(乙酸)
c.被弱氧化剂氧化:
Ⅰ.银镜反应:
⑤量的关系:—CHO ~ 2 Ag
1mol 2mol
Ⅱ.和Cu(OH)2反应:
本实验过程涉及的反应方程式:
CuSO4+2NaOH==Cu(OH)2↓+Na2SO4
说明:①量的关系:
—CHO ~ Cu(OH)2 ~ Cu2O
1mol 2mol 1mol
医疗上利用本实验原理检测尿糖。
d.使酸性KMnO4溶液和溴水褪色。
特别提示
1.银镜反应
醛类能和银氨溶液反应,被氧化为羧酸,同时得到单质银,若控制好反应条件,可以得到光亮的银镜。实验时,应注意以下几点:①试管内壁必须洁净;②应用水浴加热;③加热时不可振荡和摇动试管;④实验用的银氨溶液应现配现用;⑤乙醛用量不宜太多;⑥实验后附着银镜的试管可用稀HNO3浸泡,再用水洗而除去。
2.与新制的氢氧化铜反应
醛基可与新制的Cu(OH)2反应生成砖红色的Cu2O沉淀,这是检验醛基的又一种方法。实验时应注意以下几点:①硫酸铜与碱反应时,碱必须过量;②Cu(OH)2悬浊液应现配现用;③混合液必须加热到沸腾时才会有砖红色沉淀生成。
3.甲醛
⑴分子结构:分子式为CH2O;结构式为;结构简式为HCHO;甲醛的结构: 可看成是含有两个醛基,甲醛分子中的4个原子是共平面的。
⑵物理性质和用途
甲醛是蚂蚁体内分泌出的一种物质,所以又叫蚁醛。是一种无色具有强烈刺激性气味、有毒的气体,易溶于水。质量分数为35%~40%的甲醛水溶液叫福尔马林,具有杀菌和防腐能力。
注意:烃的含氧衍生物中,常温下甲醛是惟一的气态物质。
甲醛具有强烈的致癌作用和促癌作用,低浓度时会发生气喘、刺激眼睛流泪,高浓度时引起恶心、呕吐、咳嗽、胸闷甚至死亡,我国室内空气甲醛浓度的最大允许值为0.08mg/m3,而美国、英国等则不允许有。
⑶化学性质
a.具有醛类的所有化学性质
 b.缩聚反应
易错点悟
有关量的关系:
(需要反应4molAgNO3)
(需要反应4molCu(OH)2 )
(4)甲醛的应用
①甲醛是醛类中最简单的醛,俗称蚁醛. 35%~40%的醛溶液俗称福尔马林,由具有很好的防腐、杀菌效果,广泛地应用于农药、消毒等方面;同时还被应用于制造酚醛树脂、脲醛树脂、维纶、染料等。
②脲醛树脂是用尿素()和甲醛发生反应生成可以发生缩聚反应的中间体,通过缩聚反应就可以得到线型高分子和体型高分子,如下式中的①式主要形成线型高分子,而②式主要形成体型高分子,当然反应的条件也起着重要的作用.
③醛还用于制酚醛树脂。
(二)羧酸
1.CH3COOH
⑴乙酸的结构。分子式为C2H4O2;结构式为 ;结构简式为或CH3COOH;乙酸分子的比例模型为

⑵乙酸的物理性质。乙酸又叫醋酸,乙酸分子为极性分子,且分子间可形成氢键,所以乙酸的熔沸点较高,溶点16.6℃,沸点117.9℃。在室温较低时,无水乙酸就会凝结成像冰一样的无色冰状晶体,俗称冰醋酸。有刺激性气味。易溶于有机溶剂,可与水以任意比互溶。
⑶乙酸的化学性质。
⑴弱酸性。CH3COOH在水溶液里部分电离产生H+,CH3COOH→CH3COO-+ H+,从而使乙酸具有酸的通性
a.乙酸能使紫色石蕊试液变红
b.乙酸可与活泼金属反应放出氢气,如:Zn+2CH3COOH=(CH3COO)2Zn +H2↑。
c.与碱发生中和反应,如:Cu(OH)2+2CH3COOH=(CH3COO)2Cu +2H2O。
d.与碱性氧化物反应,如:CuO+2CH3COOH=(CH3COO)2Cu + H2O。
e.与某些盐反应,如:CaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca +CO2↑+ H2O。
此反应证明乙酸的酸性强于碳酸,常见几种物质的酸性强弱顺序为:乙酸>碳酸>苯酚>HCO3-。
⑵酯化反应。酸(羧酸或无机含氧酸)跟醇作用,生成酯和水的反应,叫做酯化反应。
CH3COOH + CH3CH2OH CH3COOCH2CH3 + H2O
a.酯化反应的一般历程是:羧酸分子中羧基上的羟基跟醇分子中羟基上的氢原子结合生成水,其余部分相互结合成酯。
b.研究有机反应的历程通常采用;示踪原子法。
c.酯化反应属于取代反应的范畴。
2.羧酸。在分子里由烃基与羧基相连构成的有机化合物统称为羧酸。羧酸共有的官能团是-COOH,饱和一元羧酸的分子通式为CnH2nO2(n≥1)或者CnH2n+1COOH(n≥0)。
⑴羧酸的分类
⑵羧酸的通性
①弱酸性:由于-COOH易电离出H+,因而羧酸具有弱酸性,具有酸的通性。常见一元羧酸的酸性强弱顺序为:HCOOH> C6H5COOH >CH3COOH >H2CO3
②酯化反应:注:无机含氧酸与醇作用也能生成酯,如:
CH3CH2OH +HNO3 CH3CH2ONO2 + H2O (硝酸乙酯)
3.甲酸(HCOOH)
甲酸分子中既含有羧基又含有醛基,因而能表现出羧酸和醛两类物质的性质:
①具有-COOH的性质,如能酯化,显酸性等,2HCOOH+Na2CO3→2HCOONa +CO2↑+ H2O。②具有-CHO的性质,如能发生银镜反应,也能与新制的Cu(OH)2反应。
说明:验证甲酸的酸性:向盛有甲酸溶液的试管中加入石蕊试液,溶液变红,证明甲酸有酸性.验证甲酸的还原性:将甲酸迷以银镜反应或与新制Cu(OH)2反应生成红色沉淀Cu2O,则甲酸具有还原性,验证甲酸的酯化反应;将甲酸与乙醇在浓H2SO4的作用下和加热的条件下反应,若有不溶于水、有香味的油状液体产生,则证明甲酸能发生酯化反应。
联想总结
能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色的有机物
(1)能使溴水褪色的有机物
①跟烯烃、炔烃、二烯烃等不饱和烃发生加成反应而使溴水褪色;
②跟含醛基的物质等发生氧化反应而使溴水褪色;
③跟苯酚等发生取代反应而使溴水褪色;
④汽油、苯、四氯化碳、己烷等分别与溴水混合,则能通过萃取使溴水中的溴进入有机溶剂层而使水层褪色。但这是物理变化。
(2)能使酸性高锰酸钾溶液褪色的有机物
①分子中舍C=C或C≡C的不饱和有机物,都能被酸性KMnO4溶液氧化而使其褪色;
②苯环上的侧链能使酸性KMnO4溶液褪色;
③合有醇羟基、酚羟基、醛基的有机物,一般也能被酸性KMnO4溶液氧化而使其褪色。
(三)酯
1.酯是酸(羧酸或无机含氧酸)跟醇起反应生成的有机化合物,羧酸酯的分子通式为RCOOR/,饱和一元酯的分子通式为CnH2nO2 ,分子式相同的羧酸、酯和羟基醛互为同分异构体。
2.物理性质:酯类都难溶于水,易溶于乙醇和乙醚等有机溶剂,密度一般比水小。低级酯是具有芳香气味的液体。
3.化学性质:在有酸或碱存在的条件下,酯能发生水解反应,生成相应的醇和酸
酸性条件下酯的水解不完全,碱性条件下酯的水解趋于完全。
4.主要用途:酯常用作溶剂,也可用作制备饮料和糖果的香料。
5.乙酸乙酯的制取。①试剂的加入次序:先加乙醇,后加乙酸,再加浓H2SO4;②长导管起冷凝回流的作用,导管口不能插入饱和Na2CO3溶液的面液下,防止倒吸;③饱和Na2CO3溶液的作用:吸收挥发出的乙酸;溶解挥发出的乙醇;降低乙酸乙酯的溶解性;④浓H2SO4的作用:催化剂和吸水剂。
方法技巧
酯化反应的基本类型探究
(1)生成链状酯
①一元羧酸与一元醇的反应
②一元羧酸与二元醇或二元羧酸与一元醇的反应
例如:
③无机含氧酸与醇形成无机酸酯
④高级脂肪酸和甘油形成油脂
(2)生成环状酯
①多元醇与多元羧酸进行分子间脱水形成环酯
②羟基酸分子间形成环酯
③羟基酸分子内脱水成环酯
(3)生成高分子酯(也为缩聚反应)
二元羧酸与二元醇缩聚成聚酯
+2nH2O
联想总结
烃的羰基衍生物比较:
物质
结构简式
羰基稳定性
与H2加成
其他性质
乙醛
CH3CHO
易断裂

醛基中C—H键易被氧化
乙酸
CH3COOH
难断裂
不能
羧基中C—O键易断裂
乙酸乙酯
CH3COOC2H5
难断裂
不能
酯链中C—O键易断裂
Ⅱ 巩固延伸提高版
一.经典基础例题
例1.下列关于乙酸的说法中正确的是( )
A.乙酸是有刺激性气味的液体
B.乙酸分子中含有4个氢原子,它不是一元羧酸
C.乙酸在常温下能发生酯化反应
D.乙酸酸性较弱,不能使石蕊试液变红
解析:乙酸是具有强烈刺激性气味的无色液体,尽管其分子中含有4个氢原子,但在水中只有羧基上的氢原子能发生部分电离,因此乙酸是一元酸。乙酸的酸性较弱,但比碳酸的酸性强,它可使石蕊试液变红,乙酸在浓H2SO4存在下加热,可与醇类发生酯化反应,在常温下乙酸不能发生酯化反应,故本题答案为A。
答案:A。
点拨:掌握乙酸结构和性质基础之上,采用排除法加以解决。
例2.下列关于丙烯醛CH2=CH-CHO的化学性质的叙述中不正确的是( )
A.能被新制Cu(OH)2氧化 B.能使酸性KMnO4溶液褪色
C.能发生加聚反应 D.1mol该有机物最多能与1mol H2加成
解析:丙烯醛(CH2=CH-CHO)分子中含有C=C、-CHO两种官能团。含-CHO,可被新制的Cu(OH)2氧化,也能被酸性KMnO4溶液氧化,还能与H2发生加成反应;含C=C,可被酸性KMnO4溶液氧化,能加聚,也能与H2发生加成反应,则1 mol该有机物最多可与2 mol H2加成。
答案:D。
点拨:有机物的主要化学性质是由其结构中的官能团决定的。分子中有多种官能团那么就会有多重性质。
例3.区别乙醛、苯、苯酚、四氯化碳最好选用的试剂是( )
A.新制Cu(OH)2 B.酸性KMnO4 C.浓溴水 D.AgNO3溶液
解析:乙醛能使酸性KMnO4溶液褪色;苯酚能被酸性KMnO4溶液氧化;而苯与酸性KMnO4溶液混合时,苯位于上层,紫色的KMnO4溶液位于下层;四氯化碳与酸性KMnO4混合时,四氯化碳位于下层,紫色的KMnO4溶液位于上层。因而可用酸性KMnO4溶液鉴别。乙醛能被溴水氧化而褪色;苯酚能与浓溴水反应生成白色沉淀,而在苯、四氯化碳与溴水混合时,会因萃取使前者苯层(上层)呈橙色,而后者则是四氯化碳层(下层)呈橙色,因而也可用浓溴水来鉴别。故本题答案为B、C。
答案:B、C。
点拨:鉴别实验要求现象明显、操作简单、试剂和反应常见。
例4 .一定质量的某有机物和足量的金属钠反应,可得到气体 V1 L,等质量的该有机物与足量的纯碱溶液反应,可得到气体V2 L。若在同温同压下V1>V2,那么该有机物可能是下列的( )
A.HO(CH2)3COOH B.HO(CH2) 2CHO
C. HOOC—COOH D.CH3COOH
解析:-OH、-COOH都能与金属钠反应生成H2,1 mol -OH或 1 mol -COOH与钠反应可产生0.5 mol H2;仅-COOH与Na2CO3反应生成CO2,1 mol -COOH与Na2CO3反应可产生0.5 mol CO2。题设有机物与金属钠反应产生的气体的体积多于与纯碱反应产生的气体的体积,则有机物结构中既有-COOH又有-OH,故本题答案为A。
答案:A。
点拨:在解与多官能团有机物有关的计算题时,应正确认识有机物结构,认真分析结构可能具有的性质。全面分析是解答的关键。有机化学中分子式和结构式的考查是高考中的重点和难点。惟有抓住信息,理清关系,才可正确作答。
例5 .某有机物的结构简式为:
它在一定条件下可能发生的反应有( )
①加成 ②水解 ③酯化 ④氧化 ⑤中和 ⑥消去
A.②③④ B.①③⑤⑥ C.①③④⑤ D.②③④⑤@
解析: 题给有机物合有醛基、羧基和醇羟基,从给出的6种有机反应出发分析:含醛基,可发生加成、氧化反应;含羧基可发生中和、酯化反应;含醇羟基可发生氧化、酯化反应。由于含醇羟基的碳原子的相邻碳原子上无氢原子,不能发生消去反应,故本题答案为C。
答案:C
点拨:在有机结构中,官能团的位置不同,其性质及反应情况有所不同。如:①羟基连在脂肪烃基或苯环侧链上的物质为醇,而连在苯环上的物质为酚。②与醇羟基(或卤原子)相邻的碳原子上没有氢原子,则不能发生消去反应。③伯醇氧化生成醛(进一步氧化生成羧酸);仲醇氧化生成酮,叔醇很难被氧化。④连在苯环上的卤原子,水解时,1mol卤原子耗2molNaOH。⑤1mol酚酯(如HCOOC6H5)水解时耗2molNaOH。
例6.拟除虫菊酯是一类高效、低毒、对昆虫具有强烈触杀作用的杀虫剂,其中对光稳定的溴氰菊酯的结构简式如下图:
下列对该化合物叙述正确的是( )
A.属于芳香烃 B.属于卤代烃
C.在酸性条件下不水解 D.在一定条件下可以发生加成反应
解析:烃只含氢、碳两种元素。该物质中含、—CN、—Br、—O—等多种官能团,所以该物质既不是烃,也不属于卤代烃。由于该化合物含有酯的官能团,具有酯的性质,能发生水解反应;其分子中含有—C==C—,所以能发生加成反应。
答案:D。
点拨:本题是有机物测试的一种常见题型,即给出一种陌生的有机物,要求推断其性质。虽然这种有机物未见过,但该陌生有机物分子中的官能团是在中学化学中学过的,可以根据官能团的性质来推断陌生有机物的性质。
二、方法技巧例题
方法一:氢原子活性与物质的性质
醇、酚、羧酸的分子结构中均含有—OH,可分别称之为“醇羟基”、“酚羟基”、“羧羟基”。由于与这些—OH相连的基团不同,—OH受相连基团的影响就不同,故羟基上的氢原子活性也就不同,表现在性质上也相差较大,可比较如下:
注意:①利用羟基上氢原子的活性不同可判断分子结构中羟基的类型。
②水分子中也有—OH,受相连氢原子的影响,其—OH上氢原子活性与其他羟基上的氢也不同。各类羟基上氢原子的活性顺序如下:羧羟基>酚羟基>水羟基>醇羟基。 ③低级羧酸的酸性均比碳酸强,几种简单羧酸的酸性强弱顺序为:HCOOH>C6H5COOH >CH3COOH>CH3CH2COOH>H2CO3。
④酚类物质含有-OH,可以生成酯类化合物,但一般不与酸反应,而是与酸酐反应,生成酯的同时,还生成另一种羧酸。
例7.下列物质,都能与Na反应放出H2,其产生H2速率排列顺序正确的是(  )
①C2H5OH ②CH3COOH(aq) ③NaOH(溶液)
A.①>②>③  B.②>①>③ C.③>①>② D.②>③>①
解析:NaOH(aq)中含H2O,Na与H2O反应比与C2H5OH反应剧烈,故反应速率③>①,可排除选项A、B;同理,CH3COOH(aq)中也含有H2O,Na与H2O反应比与C2H5OH反应剧烈,故反应速率②>①,又可排除选项C;事实上CH3COOH(aq)中不仅含有H2O,而且含有CH3COOH,Na与CH3COOH反应比与H2O反应剧烈得多,故可知反应速率排序为②>③>①。
答案:D
点拨:水分子中也有—OH,受相连氢原子的影响,其—OH上氢原子活性与其他羟基上的氢也不同。各类羟基上氢原子的活性顺序如下:羧羟基>酚羟基>水羟基>醇羟基。
例8.今有以下几种化合物:
甲: 乙: 丙:
⑴请写出丙中含氧官能团的名称:_______________。
⑵请判别上述哪些化合物互为同分异构体:_______________。
请分别写出鉴别甲、乙、丙化合物的方法(指明所选试剂及主要现象即可)。
鉴别甲的方法:_______________________________________________。
鉴别乙的方法:_________________________________________________。
鉴别丙的方法:_______________________________________________。
⑷请按酸性由强至弱排列甲、乙、丙的顺序 。
解析:要鉴别甲、乙、丙三种物质,关键要抓住性质特征,尤其现象要明显。可分别抓住甲、乙、丙中酚羟基、羧基、醛基的典型性质。
答案:⑴醛基、羟基;⑵甲、乙、丙;⑶甲:三氯化铁溶液,显色;乙:碳酸钠溶液,有气泡生成;丙:银氨溶液,共热产生银镜;⑷乙>甲>丙
点拨:碳碳双键、醇羟基、酚羟基、醛基、羧基等都是中学化学中常见的官能团,了解这些官能团的结构和特性等是有机化学学习的起码要求。
方法二:烃或烃的含氧衍生物燃烧规律
CxHy或CxHyOz
耗氧量相等
生成CO2量相等
生成H2O量相等
等质量
最简式相同
含碳量相同
含氢量相同
等物质的量
等效分子式
碳原子数相同
氢原子数相同
例9.某种含三个碳原子以上的饱和一元醛A和某种一元醇B,无论以何种比例混合,只要总质量一定时,完全燃烧生成的CO2和H2O的质量不变。
(1)醇B应符合的组成通式是 。
(2)醇B的分子结构必须含有 。
(3)如果醛A的一个分子里含有四个碳原子,写出对应醇B的两种不同类型的结构简式 。
解析:混合物的总质量一定,完全燃烧生成的CO2和水的质量一定,说明该混合物中各组分的碳的质量分数和氢的质量分数相等,则氧的质量分数也相等,因此A和B的最简式相同,而饱和一元醛和一元醇的分子中都只有一个氧原子,因此它们的分子式也应相同,而饱和一元醛A的分子式为CnH2nO。由饱和一元醇的通式CnH2n+2O,可发现饱和一元醇的通式是在烷烃分子式后加一个氧原子,则通式为CnH2nO的醇B的烃基部分的烃的通式为CnH2n。它为烯烃或环烷烃的通式。
答案:(1) CnH2nO(或CnH2n-1OH) (2)一个碳碳双键或一个碳环
(3)CH3CH=CH-CH2-OH(2-丁烯醇) (环丙基甲醇)
点拨:“等效分子式”是指等物质的量的两种有机物耗氧量相同,如:CxHy与CxHy(CO2)m(H2O)n或CxHy(CO2)a(H2O)b。
三.发散创新例题
(一)综合应用题
例10. 烯烃在一定条件下发生氧化反应时,C=C键发生断裂,RCH=CHR'可以氧化成RCHO和R'CHO。在该条件下,下列烯烃被氧化后,产物中有乙醛的是( )
A.CH3CH=CH(CH2)2CH3 B.CH2=CH(CH2) 3CH3
C.CH3CH=CHCH=CHCH3 D.CH3CH2CH=CHCH2CH3
解析:由题给信息RCH=CHR' → RCHO + R'CHO,可知,在烯烃中只要双键碳上连接有氢原子,就可被氧 化为醛。当-R或-R'为-CH3时,生成物中必有乙醛。由此可知,烯烃的氧化产物中要有乙醛生成,则烯烃需具有这样的结构特征:碳碳双键(C=C)的碳原子上必须有一个连接有氢原子,同时这个碳原子还必须连接有甲基(-CH3)。据此规律分析判断可知A、C具有这样的结构特点,B、D不具有这样的结构特点。
答案:A、C。
点拨:本题属信息迁移题,主要考查乙醛的结构特征,培养学生的自学能力和观察能力。对于试题给予的信息首先要进行分析,区分出哪些是有用信息,哪些是与解题无关的信息,其次要找出新信息与题目要求及旧知识之间的联系。其解题思路是,根据题给信息进行假设,然后在推断中不断进行验证或校正,直至符合题意,得出正确结论。
例11. 中草药秦皮中含有的七叶树内酯(碳氢原子未画出,每个折点表示一个碳原子),具有抗菌作用。若1mol 七叶树内酯,分别与 浓溴水和NaOH溶液完全反应,则消耗的Br2和NaOH的物质的量分别为( )
A.3mol Br2;2mol NaOH B.3mol Br2;4mol NaOH
C.2mol Br2;3mol NaOH D.4mol Br2;4mol NaOH
解析:仔细观察该有机物的结构简式并结合已有知识,不难得知:1mol七叶树内酯可与3mol Br2 相作用,其中2mol Br2 用于酚羟基的邻位氢的取代(注:对位无氢可取代),1mol用于酯环上双键的加成,其反应原理为:
当1mol七叶树内酯与NaOH反应时,需4mol NaOH,其中3mol NaOH与酚羟基(包括水解后生成 的)作用,1mol NaOH与水解后产生的羧基发生中和反应,其反应原理为:
答案:B。
点拨:本题要求学生在理解酚和酯的结构及其性质的基础上,将获取的有关规律迁移到题目所指定的有机物中。由于学生在课本中学习的是一元酚和普通酯,而题设物质却是一种既 可以看成二元酚,又可看成酯(内酯)且含有双键的复杂有机物,所以本题在考查相关知识点的同时,也在一定程度上考查学生思维的灵活性、广阔性和创造性。解题过程中需准确把握官能团的性质。
(二)创新探究题
例12. 已知—CHO具有较强还原性,柠檬醛结构式是:
(CH3)2C==CHCH2CH2C(CH3)==CH—CHO。
欲验证分子中有碳碳双键和醛基,甲、乙两学生设计了如下方案:
甲:①取少量柠檬醛滴加溴水;②在①反应后的溶液中滴加银氨溶液,水浴加热。
乙:①取少量柠檬醛滴加银氨溶液,水浴加热;②在①反应后的溶液中先加稀硫酸酸化再滴加溴水。
回答:
⑴能达到实验目的的是_______________(填“甲”“乙”或“甲、乙均可”)。
⑵对不可行方案说明原因(认为均可的此题不答)_______________。
⑶对可行方案:①依据现象是____________,反应方程式是_______________。②依据现象是_______________,反应方程式是_____________________________。
解析:解答本题的关键是确定醛基和碳碳双键检验的先后顺序。由于溴(Br2)也能氧化醛基(—CHO),所以必须先用银氨溶液氧化醛基(—CHO);又因为氧化后溶液为碱性,所以应先酸化后加溴水检验碳碳双键。
答案:⑴乙;⑵—CHO有很强的还原性,若先加Br2(水),则Br2将—CHO和C==C均氧化。⑶加银氨溶液只氧化—CHO并产生银镜;
(CH3)2C==CHCH2CH2(CH3)==CHCHO+2Ag(NH3)2OH
(CH3)2C==CHCH2CH2(CH3)==CHCOONH4+3NH3+2Ag↓+H2O;
溴水褪色;(CH3)2C==CHCH2CH2C(CH3)==CHCOONH4+2Br2
(CH3)2CBr—CHBrCH2CH2C(CH3)BrCHBrCOONH4。
点拨:牢固掌握各官能团的性质固然是必要的,但更要注意对知识的灵活运用,否则就会顾此失彼。检验醛基用银氨溶液或新制的氢氧化铜悬浊液,检验C=C用溴水或酸性高锰酸钾溶液,但当一种有机物中同时含有这两种官能团时,必须要考虑检验的先后顺序,若先检验C=C,则—CHO也同时会被氧化,无法再检验—CHO,只有先检验—CHO(此时C=C不会被弱氧化剂氧化)才能继续检验C=C。
例13.已知两个羧基之间在浓硫酸作用下脱去一分子水生成酸酐,如:
某酯类化合物A是广泛使用的塑料增塑剂,A在酸性条件下能够生成B、C、D。
⑴CH3COOOH称为过氧乙酸,写出它的一种用途_____________________。
⑵写出B+ECH3COOOH+H2O的化学方程式____________________________。
⑶写出F可能的结构简式____________________________。
⑷写出A的结构简式_______________________________。
⑸D在浓H2SO4,加热作用下与HBr反应的方程式是____________________。
解析:⑴过氧乙酸作为重要的环境消毒剂,在防治“非典”中起了重要作用。⑵E能将乙酸氧化,且分子中含H、O两元素,应判断为H2O2。⑶C的分子式为C6H8O7,生成F(C6H6O6),减少2个H原子,1个O原子。根据中学化学知识和信息可推断可能发生消去反应,也可能两个羧基失去一分子水生成酸酐。⑷从D生成G的信息可判断D为CH3CH2CH2CH2OH,因此A可看作是由乙酸跟C分子中的—OH形成酯及CH3CH2CH2CH2OH分别跟C分子中的三个羧基形成的酯的化合物,即可写出结构简式。⑸丁醇跟氢溴酸发生取代反应(—OH被Br—取代)。
答案:⑴杀菌消毒;
⑸CH3CH2CH2CH2OH+HBrCH3CH2CH2CH2Br+H2O。
点拨:本题要注意在写F的可能结构式时要分析全面、准确。首先是C与F分子同碳数,故应属于分子内脱水,它可以发生醇的消去或羧基间脱水反应。后一种类型又有两种不同的组合,故可得两种酸酐。另外要区别醇、羧酸分别与Na、NaOH的反应可行性。
例14.经最高人民法院核准,国家食品药品监督管理局原局长郑筱萸7月10日上午被执行死刑。郑筱萸犯罪之一是玩忽职守罪,涉及“哈药二厂”生产的假药“亮菌甲素注射液”事件。“亮菌甲素”结构简式如图,是黄色或橙黄色结晶粉末,几乎不溶于水,用辅料丙二醇(C3H8O2)溶成针剂用于临床。该药适用于急性胆囊炎、慢性胆囊炎急性发作及慢性浅表性胃炎等。但该厂在生产过程中竟然用二甘醇(HOCH2CH2OCH2CH2OH)替代辅料丙二醇(C3H8O2)来生产“亮菌甲素”。而二甘醇一旦进入人体会导致急性肾衰竭,危及生命,导致事件的发生。根据上述内容回答下列问题:
⑴丙二醇有两种稳定(两个羟基连在同一个碳原子上时不稳定)的同分异构体,其结构简式分别为: , 。
⑵写出一种相对分子质量小于丙二醇,且与丙二醇互为同系物的稳定有机物A的结构简式 。
⑶①写出“亮菌甲素”的分子式 ;
②“亮菌甲素” (填“能”或“不能“)发生水解反应;“亮菌甲素”与溴水 ___ (填“能”或“不能”)发生加成反应;1 mol亮菌甲素最多能和 mol H2发生反应;
③写出一种与“亮菌甲素”互为同分异构体,且含有甲基、酯基、酚羟基和
等基团的有机物的结构简式 ;
④写出“亮菌甲素”和足量NaOH溶液完全反应的化学反应方程式: 。
解析:⑴由于两个羟基连在同一个碳原子上时不稳定,即两个羟基位于不同的碳上,可得丙二醇同分异构体有CH2(OH)CH(OH)CH3 ; CH2(OH)CH2CH2(OH) ;⑵A的结构简式A应为乙二醇,结构简式为HOCH2CH2OH;⑶结构简式中省略的氢原子可结合碳的价键规律补齐,所以分子式为:C12H10O5。分子中含酯基、碳碳双键,能发生水解反应、与溴水发生加成反应;结构简式中的苯环能和氢气加成,耗三倍的氢气;酮基能和氢气加成,耗一倍的氢气;碳碳双键能和氢气加成,耗一倍的氢气;酯上的碳氧双键不能加成(中学阶段),所以每摩尔该物质最多能和5 mol H2发生加成。酚羟基、酯基能和NaOH溶液发生反应。
答案:⑴CH2(OH)CH(OH)CH3(1分); CH2(OH)CH2CH2(OH) (1分);⑵HOCH2CH2OH(1分);⑶①C12H10O5(1分);②能(1分);能(1分);5(1分);③(2分);
④+3NaOH +2H2O(2分)。
点拨:根据题目提供信息,进行推断,大多是以信息给予题的形式出现。因此在分析试题时,要找出题中的两类信息,即有效信息和隐含信息,剔除无效信息和干扰信息。
(三)高考能力题
例15.(2010·上海卷)下列各组有机物只用一种试剂无法鉴别的是( )
A.乙醇、甲苯、硝基苯??    B.苯、苯酚、己烯
C.苯、甲苯、环己烷???     D.甲酸、乙醛、乙酸
解析: A选项用水鉴别,乙醇与水互溶,甲苯分层在上层,硝基苯分层在下层;B选项用浓溴水鉴别,苯上层为有色有机层,苯酚生成白色沉淀,己烯溴水褪色;D选项用新制的氢氧化铜鉴别,甲酸反应有气体放出,甲醛反应有砖红色沉淀生成,乙酸反应溶液变为蓝色。
答案:C。
点拨:考查物质的鉴别。重要物质及离子的鉴别是经久不衰的考查热点,其考查形式的不断变化又是其亮点所在。
例16.(2010·广东理综)固定和利用CO2能有效地利用资源,并减少空气中的温室气体.CO2与化合物Ⅰ反应生成化合物Ⅱ,与化合物Ⅲ反应生成化合物Ⅳ,如反应①和②所示(其他试剂、产物及反应条件均省略). (1)化合物Ⅰ的分子式为______,1 mol该物质完全燃烧需消耗_______molO2 . (2)由通过消去反应制备Ⅰ的化学方程式为________(注明反应条件).。 (3)Ⅱ与过量C2H5OH在酸催化下发生酯化反应,生成的有机物的结构简式为________. (4)在一定条件下,化合物V能与CO2发生类似反应②的反应,生成两种化合物(互为同分异构体),请写出其中任意一种化合物的结构简式:________. (5)与CO2类似,CO也能被固定和利用.在一定条件下,CO、和H2三者发生反应(苯环不参与反应),生成化合物Ⅵ和Ⅶ,其分子式均为C9H8O,且都能发生银镜反应.下列关于Ⅵ和Ⅶ的说法正确的有________(双选,填字母).   A.都属于芳香烃衍生物??? B.都能使溴的四氯化碳溶液褪色   C.都能与Na反应放出H2? D.1 molⅥ或Ⅶ最多能与4 molH2发生加成反应
解析:本题考查有机化学反应方程式的书写、有机物的书写。(1)化合物的化学式为C8H8,1mol该物质完全燃烧消耗的O2量为(x+y/4)=(8+8/4)=10mol。
(2)由制取可在NaOH醇溶液条件下进行消去即可得到。
(3)与过量的乙醇反应即可将分子中的两个羧基反应得到酯基,即为。
(4)反应②可以认为是一个加成反应,即是CO2中的C=O双键断裂掉π键,原环中的C─O键断裂后接入。故V可以是将CO2中的C=O双键断裂掉π键,原环中的C─N键断裂后接入,即可得到或。
(5)结合反应可知,反应得到的两种物质分别为:和,均属于芳香烃的衍生物,A选项正确;分子中均含碳碳双键醛基,能使溴的是四氯化碳溶液褪色,B选项正确;分子中均不含羟基或者羧基,不能与Na反应产生H2,C选项错误;1mol物质能与5molH2发生加成反应,D选项错误。
答案:(1)C8H8;10
(2) + NaOH  + NaBr + H2O
(3)
(4)或(任写一种即可)
(5)AB
点拨:官能团决定物质的性质,同时考虑官能团之间的相互影响。
例17. (2010·安徽理综)F是新型降压药替米沙坦的中间体,可由下列路线合成: ⑴A→B的反应类型是       ,
D→E的反应类型是       ,E→F的反应类型是      。 ⑵写出满足下列条件的B的所有同分异构体(写结构简式) 。 ①???含有苯环 ?②含有酯基?③能与新制Cu(OH)2反应 ⑶C中含有的官能团名称是       。
已知固体C在加热条件下可溶于甲醇,下列C→D的有关说法正确的是     。 a.使用过量的甲醇,是为了提高D的产率? b.浓硫酸的吸水性可能会导致溶液变黑 c.甲醇既是反应物,又是溶剂?????????? ?d.D的化学式为C9H9NO4 ⑷E的同分异构体苯丙氨酸经聚合反应形成的高聚物是___________(写结构简式)。 ⑸已知在一定条件下可水解为和R2-NH2,则F在强酸和长时间加热条件下发生水解反应的化学方程式是:    
解析:本题考查有机物的推断,中档题。(1)结合A、D的结构简式知,A至B是将甲基氧化成了羧基,B至C为在甲基旁边发生硝化反应,C至D为羧基与甲醇的酯化反应,D至E为硝基被还原为氨基,E至F为取代反应,同时生成HCl。(2)B的同分异构体能与新制的Cu(OH)2反应,故含有醛基。同时又要含有酯基,则说明应为甲酸形成的酯。(3)从平衡移动角度分析,增加一种反应物,产率会提高,a正确。浓硫酸使有机物变黑,体现是的脱水性,b错。甲醇是一种良好的溶剂,同时也是反应物,c正确。由键线式可得D的化学式,d正确。(4)根据名称写出苯丙氨酸的结构简式,依据“酸脱羟基,氨脱氢”的原理,不难写出它的高聚物。(5)F中存在和两个结构,在碱性条件均要水解。
答案:(1)氧化?还原?取代 (2) (3)硝基羧基? acd (4) (5)
点拨:本题是一道综合性的有机合成试题,考查了同分异构题的书写,及根据条件进行有机合成。同时也要关注重要官能团的性质。
例18.(2009·江苏卷)多沙唑嗪盐酸盐是一种用于治疗高血压的药物。多沙唑嗪的合成路线如下:
(1)写出D中两种含氧官能团的名称: 和 。
(2)写出满足下列条件的D的一种同分异构体的结构简式 。
①苯的衍生物,且苯环上的一取代产物只有两种;②与Na2CO3溶液反应放出气体;
③水解后的产物才能与FeCl3 溶液发生显色反应。
(3)E→F的反应中还可能生成一种有机副产物,该副产物的结构简式为 。
(4)由F制备多沙唑嗪的反应中要加入试剂X(C10H10N3O2Cl),X的结构简式为 。
(5)苯乙酸乙酯是一种常见的合成香料。请设计合理的方案以苯甲醛和乙醇为原料合成苯乙酸乙酯(用合成路线流程图表示,并注明反应条件)。
提示:①R-Br+Na→R-CN+NaBr ;②合成过程中无机试剂任选;
③合成路线流程图示例如下:
CH3CH2OH H2C=CH2 BrH2C-CH2Br
解析:从D的结构简式可以看出存在两种官能团:醚键和羧基;满足第一个条件要求苯环上的基团必须是相对的位置关系,满足第二个条件要求其苯环上的基团必须含有羧基,满足第三个条件要求和苯环相连必须有氧原子,综合以上三个满足,结构简式如下图所示:
。从E生产F,所加的试剂,和氮原子相连的两个氢原子都能被取代,所以还有副产物如下图所示。从多沙唑嗪的结构简式可以看出:的氢原子被取代的产物,我们可以把中的分出来,就可以得到X的结构简式为:。要想合成酯,反应物必须是羧酸和醇的反应,然后依次向反应物推,最终形成合成苯乙酸乙酯的路线:
答案:(1)羧基、醚键
点拨:对于信息应用型有机推断题,读懂题干信息和利用信息是关键,对于试题给予的信息首先要进行分析,区分出哪些是有用信息,哪些是与解题无关的信息,其次要找出新信息与题目要求及旧知识之间的联系。其解题思路是,根据题给信息进行假设,然后在推断中不断进行验证或校正,直至符合题意,得出正确结论。
三.思维误区点击
例19.有甲基、苯基、羟基、羧基两两结合的物质中,具有酸性的物质种类有( )
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
正确解法:根据有机物官能团性质,羧基和酚羟基具有酸性,因此本题具有酸性的物质可以是CH3-COOH、C6H5-COOH、C6H5-OH。但必须注意,当羟基和羧基结合时,得到这样的一种物质:HO-COOH,化学式为H2CO3,即碳酸,也具有酸性。因此具有酸性的物质共有4中,选B。
正确答案:B。
常见错解:A。
错解分析:由于不熟悉碳酸的结构而被忽视。
易错点悟:H2CO3的结构为HO-COOH,属于无机酸,不属于有机酸。
例20. 某3g醛和足量的银氨溶液反应,结果析出43.2gAg,则该醛为( )
A.甲醛??????? B.乙醛??????? C.丙醛??????? D.都不是
正确解法:1mol一元醛通常可以还原得到2molAg,现得到0.4molAg,故醛为0.2mol,该醛的摩尔质量为3g/0.2mol = 15g/mol,此题似乎无解,但1mol甲醛可以得到4molAg,即3g甲醛可得到43.2g(0.4mol)Ag,符合题意。
正确答案:A。
常见错解:D。
错解分析:仅依据醛的通式进行计算,没有注意甲醛的特殊性。
延伸拓展:在烃的衍生物中,有许多特殊的反应,它们的特殊的性质往往会成为命题的素材,需引起我们的注意,类似的物质还有HCOOH、甲酸酯等。
例21.有机化学中取代反应范畴很广。下列6个反应中,属于取代反应范畴的是(填写相应字母)____________。
正确解法: A中“NO2”代替了“H”原子,属于取代反应。B中“OH”与它邻位上的1个“H”发生了消去反应。C中“CH2CH3”取代了一个“H”原子,属取代反应。D中加成反应。E中可以认为是CH3COOH分子中的“OH”原子团被“OCH3”代替了,也可以认为是CH3OH分子中的“H”原子被“CH3CO”基团代替了,属于取代反应。F.水中的“H”原子(或“OH”原子团)代替了酯分子中的“C3H5”原子团(或“RCOO”原子团),属取代反应。
正确答案:ACEF。
常见错解:漏选A、E。
错解分析:不知道取代反应间存在包含与被包含的关系,不敢认定硝化反应和酯化反应也是取代反应,从而漏选A、E。
方法总结:将生成物与反应物进行比较,只要是某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应,就属于取代反应。
课本习题答案
教材86-87页

Ⅲ 应试必备满分版
( 60分钟 100分 )
A卷基础知识强化
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共24分)
1.(乙酸乙酯的性质)下列关于乙酸乙酯的各种说法中正确的是( )
A.酯化时需要用水浴加热,才可进行
B.乙酸乙酯中含有乙酸时,可用NaOH溶液除去
C.乙酸乙酯是一种优良的溶剂
D.酯化反应中,酸羟基中的18O原子在产物酯中
2.(有机结构与性质)巴豆酸的结构简式为CH3CH=CHCOOH。现有①氯化氢 ②溴水 ③纯碱溶液 ④KMnO4酸性溶液 ⑤异丙醇,试根据其结构特点判断在一定条件下能与巴豆酸反应的物质的组合是( )
A.②④⑤ B.①③④ C..①②③④ D.①②③④⑤
3.(有机结构与性质)“魔棒”常被用于晚会现场气氛的渲染。其发光原理是利用H2O2氧化草酸二酯产生能量,该能量被传递给荧光物质后便发出荧光,草酸二酯(CPPO)结构简式为:。下列有关说法不正确的是( )
A.草酸二酯属于芳香族化合物 B.草酸二酯的分子式为C26H23O8Cl6
C.草酸二酯难溶于水 D.1mol草酸二酯最多可与6molNaOH反应
4.(羧酸的结构与性质)某有机物结构简式为 。关于它的叙述不正确的是( )
A.该有机物能使溴的CCl4溶液褪色
B.该有机物发生消去反应可得芳香烃
C.该有机物在一定条件下可发生氧化反应
D.该有机物在一定条件下可发生聚合反应,生成高分子化合物(C7H8O4)
5.(乙醛的氧化反应)某学生做乙醛还原性的实验,取1 mol·L-1的CuSO4溶液2 mL 和0.4 mol·L-1的NaOH溶液4 mL,在一个试管内混合后加入0.5 mL 40%的乙醛溶液加热至沸,无红色沉淀,实验失败的原因是( )
A.NaOH不够量 B.CuSO4不够量 C.乙醛溶液太少 D.加热时间不够
6.(醛与羧酸的性质实验)以下实验操作简便、科学且易成功的是( )
①向甲酸钠溶液中加新制的Cu(OH)2并加热,确定甲酸钠中含有醛基
②将铜丝在酒精灯外焰上加热变黑后。再移至内焰铜丝又恢复到原来的红色
③在试管里注入2 mL CuSO4溶液.再滴几滴NaOH溶液后加入乙醛溶液即有砖红色沉淀产生
④将乙醇和乙酸的混合液注入浓硫酸中制备乙酸乙酯
A.①②   B.①④   C.①②③    D.①②③④
7.(羧酸、酯的结构与性质)植物生长化学调控技术,作为一门新兴的农业生产实用技术,越来越受到广大科技人员和农户的普遍重视。已知CH3CH=CHCH3可简写成。脱落酸属植物生长抑制剂,对该物质叙述正确的是( )
A.分子式为C15H20O4
B.属于芳香族化合物
C.1mol该物质最多可与3mol H2发生反应
D.在一定条件下发生反应生成含七元环的物质
8.(羧酸的结构与性质)进入2007年以来,禽流感在亚洲、欧洲、非洲的多个国家呈现卷土重来之势。达菲(Tamiflu)被认为是目前世界上公认的能够治疗禽流感的唯一有效的药物,它是以我国特有药材八角的提取物——莽草酸(shikimicacid)为原料合成的。已知莽草酸和达菲的结构简式如下:

莽草酸 达菲
下列判断正确的是( )
A.它们互为同系物 B.莽草酸能使溴的四氯化碳溶液褪色,达菲不能
C.达菲在热的NaOH溶液中能稳定存在 D.莽草酸的分子式为C7H10O5
二、填空题(本大题包括3小题,共34分)
9.(制取酚醛树脂)(13分)如图所示实验室制取酚醛树脂的装置:
⑴试管上方长玻璃管的作用是 。
⑵浓盐酸在该反应的作用是: 。
⑶此反应需水浴加热,为什么不用温度计控制水浴温度?

⑷生成的酚醛树脂为 色 态。
⑸实验完毕后,若试管用水不易洗净,可以加入少量 浸泡几分钟后,然后洗净。
⑹写出实验室制取酚醛树脂的化学方程式(有机物用结构简式):
,此反应类型是 。
①此反应的装置与 的制取装置相似,惟一的区别在于 。
②制取酚醛树脂的反应物都为无色,但制出的酚醛树脂往往呈粉红色,原因: 。
③制得的酚醛树脂有 型和 型。
10.(有机物结构与性质)(10分) A、B、C、D、E五种芳香族化合物都是某些植物挥发油中的主要成分,有的是药物,有的是香料。它们的结构简式如下所示:
请回答下列问题:
⑴这五种化合物中,互为同分异构体的是________。

(F)
反应①采取了适当措施,使分子中烯键不起反应。
以上反应式中的W是A~E中的某一化合物,则W是________。
X是D的同分异构体,X的结构简式是________。
反应②属于________反应(填反应类型名称)。
11.(有机物结构与性质)(11分)一种名为“苹果醋(ACV)”的浓缩饮料多年来风靡全美。ACV是一种由苹果发酵而成的酸性饮品,具有解毒、降脂、减肥和止泻等功效。苹果酸是这种饮料的主要酸性物质,分离提纯后对苹果酸的分析如下:
①其相对分子质量不超过140;
②元素分析证明仅含C、H、O三种元素,各元素的质量分数为 C:35.82%,H:4.48%,其余为O元素;
③0.001mol苹果酸与足量NaHCO3反应放出44.8mLCO2,若等量该酸与足量金属Na在一定条件下充分反应则放出33.6mLH2(气体体积均已经折算为标准状况);
④结构分析表明,苹果酸中所有碳原子在一条主链上。
回答下列问题:
⑴苹果酸的分子式为: ;
⑵写出苹果酸在一定条件下分子内脱水得到的链状产物的结构简式: ,该产物中含有的官能团的名称是: ,该反应的类型属于: ;苹果酸在一定条件下进行分子内脱水时是否还能得到其他可能的产物,有的话请写出其产物的任意一种结构简式,没有其他产物则此问不填:

⑶写出苹果酸一定条件下与足量Na反应的化学方程式:
                   ;
⑷写出苹果酸与碳酸氢钠溶液反应的化学方程式:
                 。
三、计算题(本大题包括1小题,共10分)
12.(羧酸结构与性质、计算)(10分)甲酸(HCOOH)、乙酸(CH3COOH)、乙二酸(HOOC-COOH)均为有机羧酸。
⑴若甲酸、乙酸、乙二酸以等物质的量混合的混合酸a mol,则其完全燃烧时消耗的氧气的物质的量为 mol。(用a的关系式表示)。
⑵现有甲酸和乙二酸的混合酸c mol,其完全燃烧时消耗氧气的物质的量为0.5c mol,则该混合酸中甲酸和乙二酸的物质的量之比是 。
⑶现有甲酸、乙酸和乙二酸的混合酸m g,完全燃烧后恢复到标态下得到4.48L CO2气体。如果完全中和上述m g混合酸,需要1 mol·L-1的NaOH溶液160 mL。试通过计算确定m的取值范围。
B卷综合能力提升 应用题
13.(重要有机物之间的转化)有机物甲可氧化生成羧酸,也可还原生成醇.由甲生成的羧酸和醇在一定条件下反应可以生成化合物乙,其分子式为C2H4O2.下列叙述不正确的是 (  )
A.甲分子中碳的质量分数为40% B.甲在常温、常压下为无色液体
C.乙比甲的沸点高 D.乙和甲的实验式相同
14.( 烯与醛之间的转化)一氧化碳、烯烃和氢气在催化剂作用下发生烯烃的醛化反应,又叫羰基的合成.如由乙烯可制丙醛:CH2=CH2+CO+H2CH3CH2CHO
由丁烯进行醛化反应也可得到醛,在它的同分异构体中,属于醛的有(  )
A.2种   B.3种     C.4种      D.5种
15. (重要有机物之间的转化)化学式为C5H10O2的羧酸A可由醇B氧化得到,A和B可生成酯C(相对分子量为172),符合此条件的酯有 (  )
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
16.(有机物体结构与性质)、(10分)某烃的含氧衍生物A的相对分子质量为240,其碳的质量分数为80.0%,氧的质量分数是氢的质量分数的2倍,分子中含有2个苯环,每个苯环上都只有一个取代基,该取代基无支链。A在稀酸溶液中加热时发生水解,得到B和C,C的相对分子质量为108。
⑴通过计算写出A的分子式________________。
⑵C的结构简式____________________。
⑶B的结构简式____________________。
⑷B的同分异构体中,有一类属于酯,且苯环上的一氯取代物只有2种,则其可能的结构简式有(任写1种)________________。
实验题
17.(甲醛的性质)(14分)甲醛是世界卫生组织(WHO)确认的致癌物和致畸物质之一。我国规定:室内甲醛含量不得超过0.08mg·m-3。某研究性学习小组欲利用酸性KMnO4溶液测定空气中甲醛的含量,请你参与并协助他们完成相关学习任务。
【测定原理】KMnO4 ( H+)溶液为强氧化剂,可氧化甲醛和草酸。
4MnO4―+5HCHO+H+=4Mn2++5CO2↑+11H2O
2MnO4―+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2 ↑+8H2O
【测定装置】部分装置如下图所示

【测定步骤】
①用 量取5.00mL 1.00×10-3mol·L-1 KMnO4溶液于洗气瓶中,并滴入几滴稀H2SO4,加水20mL稀释备用。
②将1.00×10-3 mol·L-1的草酸标准溶液置于酸式滴定管中备用。
③打开 ,关闭 (填“a”或“b”),用注射器抽取100mL新装修的房屋室内空气。关闭 ,打开 (填“a”或“b”),再推动注射器,将气体全部推入酸性高锰酸钾溶液中,使其充分反应。再重复4次。
④将洗气瓶中溶液转移到锥形瓶中(包括洗涤液),再用标准草酸溶液进行滴定,记录滴定所消耗的草酸溶液的体积。
⑤再重复实验2次(每次所取的高锰酸钾溶液均为5.00mL)。3次实验所消耗草酸溶液的体积平均值为12.38mL。
【交流讨论】
⑴计算该居室内空气中甲醛的浓度 mg·m-3,该居室的甲醛 (填是或否)超标。
⑵某同学用该方法测量空气中甲醛的含量时,所测得的数值比实际含量低,请你对其可能的原因(假设溶液配制、称量或量取及滴定实验均无错误)提出合理假设:____________________________________ _(至少答出2种可能性)。
⑶实验结束后,该小组成员在相互交流的过程中一致认为:
①实验装置应加以改进。
有同学提议:可将插入KMnO4溶液的管子下端改成具有多孔的球泡(右图),有利于提高实验的准确度,其理由是______ __ 。
②实验原理可以简化。
实验中无需用草酸标准液滴定,可直接抽取室内空气,再压送到洗气瓶中至KMnO4溶液刚好褪色。若要使KMnO4溶液褪色,注射器抽气次数应不少于 (填整数)。
18.(环己烯制备)某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置(如图),以环己醇制备环己烯
⑴制备粗品
将12.5mL环己醇加入试管A中,再加入lmL浓硫酸,摇匀后放入碎瓷片,缓慢加热 至反应完全,在试管C内得到环己烯粗品。
①A中碎瓷片的作用是________,导管B除了导气外还具有的作用是_______。
②试管C置于冰水浴中的目的是___________________。
⑵制备精品
①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等。加入饱和食盐水,振荡、静置、分层,环己烯在______层(填上或下),分液后用_______ (填入编号)洗涤。
a.KMnO4溶液 b.稀H2SO4
c.Na2CO3溶液
②再将环己烯按右图装置蒸馏,冷却水 从_________口进入。蒸馏时要加入生石灰,目的是__________________。
③收集产品时,控制的温度应在_________左右,实验制得的环己烯精品质量低于理论产量,可能的原因是( )
a.蒸馏时从70℃开始收集产品 b.环己醇实际用量多了
c.制备粗品时环己醇随产品一起蒸出
⑶以下区分环己烯精品和粗品的方法,合理的是_________。
a.用酸性高锰酸钾溶液 b.用金属钠 c.测定沸点
创新题
19.(有机合成)簸箩酯是一种具有菠萝气味的食用香料,是化合物甲与苯氧乙酸-OCH2COOH发生酯化反应的产物。
⑴甲一定含有的官能团的名称是_________。
⑵5.8g甲完全燃烧可产生0.3molCO2和0.3molH2O,甲蒸气对氢气的相对密度是29,甲分子中不含甲基,且为链状结构,其结构简式是______________________。
⑶苯氧乙酸有多种类型的同分异构体,其中能与FeCl3溶液发生显色反应,且有2种一硝基取代物的同分异构体是(写出任意2种的结构简式)___________ _____________。
⑷已知:
簸箩酯的合成线路如下:
①及时X不可选用的是(选填字母)__________。
a、CH3COONa溶液 b、NaOH溶液 c、NaHCO3溶液 d、Na
②丙的结构简式是______________,反应Ⅱ的反应类型是_______________。
③反应Ⅳ的化学方程式是__________________________________________________。
20. (有机合成)(8分)水蒸气跟灼热的焦炭反应,生成A和P的混合气体,它是合成多种有机物的原料气。下图是合成某些物质的路线。其中,D、G互为同分异构体,G、F是相邻的同系物;B、T属同类有机物,T分子中碳原子数是B的2倍;等物质的量的T、B跟足量的金属钠反应,T产生的氢气是B的2倍;S能跟新制氢氧化铜反应,1 mol S能产生1 mol 氧化亚铜。
请回答:
⑴分子式A_______________,P_______________;
⑵结构简式:B_______________,D_______________,S_______________;
⑶反应类型:X_______________,Y_______________;
⑷化学方程式:E→F_______________;
T跟过量的G在浓H2SO4存在,加热条件下反应____________。
答案与解析:
A卷:
1.C[解析]根据酯化反应的断键、成键规律;酯的性质。
2.D[解析]该有机物含有C==C双键和羧基等官能团,根据结构决定性质的原是,可推测巴豆酸具有烯烃和羧酸的性质,题中所列五种物质均能与该有机物发生反应。
3.B[解析]草酸二酯含有苯环,故属于芳香族化合物;根据有机物各原子的成键原则可知草酸二酯的分子式为C26H24O8Cl6; 草酸二酯属于酯类有机物,不溶于水;1mol草酸二酯最多可与6molNaOH反应。
4.B[解析]根据该有机物的结构简式可知,含有碳碳双键,能与Br2发生加成反应从而使使溴的CCl4溶液褪色,能发生缩合反应,生成高分子化合物,故选项A、D正确;选项B,该有机物含有醇羟基,能发生消去反应,但其产物仍为烃的衍生物,不可能得到只含有C、H两种元素的芳香烃,错误;选项C,该有机物中的碳碳双键和醇羟基在一定条件下均可被氧化。
5.A[解析]由于CH3CHO和新制Cu(OH)2的反应必须在碱性条件下进行(即用CuSO4和NaOH反应制备Cu(OH)2时须NaOH过量),所以本实验失败的原因是NaOH不足。
6.A[解析]①是检验醛基的方法。②将铜丝在酒精灯外焰上加热变黑后,生成氧化铜。再移至内焰时,氧化铜与内焰中的乙醇反应生成铜,铜丝又恢复到原来的红色。反应的化学方程式为:CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O。③NaOH溶液不足。④浓硫酸注入乙醇与乙酸的混合溶液中,相当于浓硫酸稀释。
7.D[解析]分子式为C15H22O4;分子结构中无苯环,不属于芳香族化合物;1mol该物质最多可与4mol H2发生反应。
8.D[解析]同系物是指结构相似,在分子组成上相差若干个“CH2”的物质,莽草酸和达菲的结构既不相似,在分子组成上也不是相差若干个“CH2”。它们的分子中都含有碳碳双键,所以都可以使溴的四氯化碳溶液褪色。达菲是一个酯类化合物,在热的NaOH溶液中不能稳定存在,要水解生成其他的物质。由莽草酸的结构简式可以得出它的分子式为C7H10O5。
9.⑴冷凝,回流;⑵催化剂;⑶沸水浴;⑷粉红;黏稠;⑸乙醇;
⑹①
缩聚反应;②硝基苯;无温度计;③制得树脂中含有末反应完且被氧化了的苯酚;
线;体。
[解析]制取酚醛树脂是重要的实验操作,需要了解掌握实验装置和操作方法,及反应过程中的实验现象。
10.⑴BC;⑵E; ;还原(或加成、加氢、催化加氢等)。
[解析]分子式相同,原子的空间排列方式不同的两种物质互称为同分异构体。因此,只要能找到C、H、O三种原子数目对应相等的化合物,就找到了答案。(1)应为B、C。W经反应①被氧化成F,则W与F的碳原子排列方式相同,因此W应为E。由于X与D是同分异构体,则X与D的分子式相同,X与F相比多了两个氢原子,且X与F的碳原子排列方式相同,故X的结构简式为:,由此可知,反应②为加成反应。
11.⑴C4H6O5;

(1分);碳碳双键、羧基 (共1分);消去反应(1分);
或 或



[解析]根据a可知苹果酸中含有C、H、O三种元素,且C与H的原子个数比为2:3。根据b可知苹果酸中含有两个-COOH和1个-OH,苹果酸中含有4个不同环境的C原子,则含有的H原子为6个,根据有机物的成键原则可得苹果酸的结构简式为HOOC-CH2CH(OH)-COOH。其分子式为C4H6O5。根据苹果酸的结构简式可知发生分子内脱水有三种方式:其一是-OH与H原子发生消去反应而脱水形成HOOC-CH=CH-COOH,其二是-OH与邻近的-COOH发生酯化反应而脱水形成环酯,其三是-OH与另一个-COOH发生酯化反应而脱水形成环酯。苹果酸与钠、碳酸氢钠反应的方程式不难写出。
12.⑴amol;⑵0.5b;⑶3.9[解析]第⑴问不难求解,答案为amol。第⑵甲酸与乙二酸与氧气反应均为1:2,所以,答案为0.5b。(3)设甲酸(CH2O2)为xmol,乙酸(C2H4O2)为ymol,乙二酸(C2H2O4)zmol,根据碳原子守恒,x+2y+2z=0.1,根据与氢氧化钠反应得出定量关系式x+y+2z=0.08,两式相减得y=0.02mol, x+2z=0.06mol, 当x=0时,z=0.03,m为最小值0.03×90+60×0.02=3.9,当z=0,x=0. 06时,m为最大值60×0.02+0.06×46=3.96g,所以答案为3.9B卷:
13.B[解析]由乙的分子组成C2H4O2中碳原子数目可知生成乙的酸和醇的分子中各只有一个碳原子,分别为甲醇和甲酸,则甲物质应为甲醛,甲醛在常温下为气体,其分子中碳的质量分数为40%。
14.C[解析]由题意知反应后的新物质从烯变为醛,同时增加了一个碳原子,且增加的碳原子应连接在烯烃的不饱和碳原子上,故C4H8醛化后得分子式为C5H10O的醛,根据丁基的同分异构体数目知,应有4种。
15.D [解析]羧酸A:C5H10O2是饱和一元羧酸,可由醇B氧化得到,根据衍变关系可知醇B与酸A有相同的碳架结构和碳原子数,且B也为饱和一元醇,则分子式为C5H12O。又由于羧酸A(C5H12O)的同分异构体只有4种:、、、,所以与羧酸A碳架结构相同且碳原子数相同,能氧化得到羧酸A的醇B(C5H12O)的结构依次只能分别为:、、、,符合题意的酯必须是碳架结构相同的酸与醇发生酯化反应的产物,故答案为D。
16.⑴C16H16O2;⑵;⑶;
⑷ (任写1个)。
[解析]⑴A中的碳原子数为=16,氧原子数为×=2,氢原子数为×=16,所以A的分子式为C16H16O2。⑵A能发生水解反应,A应属于酯类,其酸性水解产物为羧酸和醇。因为A中含有两个苯环结构,且水解产物之一的C的相对分子质量为108,则C是苯甲醇,其结构简式为。⑶根据“每个苯环上都只有一个取代基,该取代基无支链”,可进一步得出B是。⑷根据“…属于酯,且苯环上的一氯取代物只有2种”可知,其结构具有一定的对称性,写出的同分异构体只要合理就行,可以写出多个(详见答案)。
17.【测定步骤】:①酸式滴定管(1分); ②a,b(1分),a,b(1分);
【交流讨论】(1)3.6mg·m-3(2分);是(1分);(2)注射器压送气体速度过快、装置气密性较差、导气管伸入KMnO4溶液中太浅、同一地点取样次数太多(2分);(3)①可增大气体与溶液的接触面积,使空气中的HCHO被充分吸收(2分); ②521次(2分)。
[解析]KMnO4具有强氧化性,能腐蚀碱式滴定管的橡皮管,故只能用酸式滴定管或移液管来量取KMnO4溶液。这里需要注意的是,不能用量筒来量取液体,应量筒的精确度达不到综合滴定的要求。根据图示和实验原理可知,首先用注射器抽取居室内的空气共500mL,这400mL空气分5次与过量的酸性KMnO4溶液反应,剩余的KMnO4溶液再用H2C2O4溶液滴定从而得出空气中HCHO的含量的,为此应首先打开a,关闭b,待注射器收集满100L空气后,再关闭a、b。
MnO4-的总物质的量:5.00×10-3L×1×10-3 mol·L-1=5×10-6 mol,
用H2C2O4的物质的量:12.38×10-3 L×1.00×10-3 mol·L-1=1.238×10-5 mol,
设400mL样品含HCHOn mol,则4/5×n + 2/5×1.238×10-5 =5×10-6 ,
设500mL 样品中含甲醛n mol,则4/5×n + 2/5×1.9 ×10-5 =1×10-5 ,
n = 6 ×10-8 mol;
500 mL样品中含甲醛共6 ×10-8 mol×30 g/ mol ×103 mg /g =1.8×10-3 mg,
故500mL样品中HCHO的含量为1.8×10-3 mg/500×10-6m3=3.6mg·m-3>0.08 mg·m-3,
所以该居室内空气中甲醛的浓度超标。
既然溶液配制、称量或量或量取及滴定实验均无错误,引起测定结果HCHO的浓度偏低,应该从样品气中HCHO没有被充分吸收去分析,据此可得出可能的原因。
将插入KMnO4溶液的管子下端改成具有多孔的球泡后,能将含有HCHO的空气均匀分散,增大气体与溶液的接触面积,从而使空气中的HCHO能被酸性KMnO4溶液充分吸收。
100mL空气中含有HCHO的物质的量为1.2 ×10-6 mol,则注射器抽取N次所含HCHO的物质的量为1. 2 ×10-8 Nmol,根据关系式:4MnO4― ~5HCHO可得:5×5.00×10-6=4×1.2 ×10-8N,解得N=521次。
18.⑴①防暴沸;冷凝;②防止环己烯挥发;⑵①上层;b c; ②g; 破坏恒沸点,利于环己烯的蒸出;③83℃;b;⑶c。
解析:⑴①在化学实验中,加入碎瓷片的作用是防暴沸;导管B是比较长的,能增加与空气的接触面积,其作用是导气和将生成的气体物质冷凝。②因反应物环己烯的沸点只有83℃,易挥发,将其置于冰水浴中的目的是防止其挥发,减少产物的损失。⑵①环己烯难溶于水,且密度比水小,应浮在液体的上层;环己烯中含有碳碳双键,能被KMnO4溶液氧化,稀硫酸达不到除去酸性杂质的目的;Na2CO3溶液不环己烯反应,且能与酸性物质反映,能达到实验目的。②蒸馏时冷却水,应从g口进入,这样水才能整个充满冷凝器,冷却水与气体形成逆流,从而达到充分冷凝。当一种溶液加热到某一温度时,它的气相和液相的组成恒定不变时,该溶液就叫做恒沸溶液。该温度叫恒沸点,具有恒沸点的物质用一般蒸馏的方法是无法除去其中的水分的,但加入生石灰(CaO),使产品中的水跟生石灰反应,再加以蒸馏就可以制得无水产品了。③根据环己烯的沸点可知温度应控制在83℃,影响精品环己烯质量低于理论值可能的因素应从原料和产品的损耗及原料的转化方面去分析。蒸馏时从70℃开始收集产品,并没有损耗产品;环己醇实际用量多,有相当一部分不能转化成环己烯,使得精品环己烯质量低于理论值;制备粗品时环己醇随产品一起蒸出,是反应已经完成了才进行的,精品环己烯质量与理论值之间没有关系。⑶纯净物都有固定的沸点,可通过测定其沸点的方法来区别环己烯精品和粗品。环己烯精品和粗品中都含有环己烯,都能酸性KMnO4溶液反应,而无法区别;粗品中含有酸性物质,可以与金属钠反应产生气泡(H2);而精品中不存在其它能与钠反应的杂质,与金属钠不发生反应,故可用金属钠鉴别之。
19.⑴羟基;⑵CH2=CH-CH2-OH ⑶(答对其中任意两个均给分) ; ⑷①a c;②ClCH2COOH;取代反应;
③。
[解析]甲与苯氧乙酸发生酯化反应,故其结构中必定含有羟基;甲蒸汽对氢气的相对密度为29,故其相对分子质量为58,5.8g为0.1mol,其中n(C)=0.3mol,n(H)=0.6mol,故其化学式为C3H6O,分子中不含甲基且是链状结构,故其结构简式为:CH2=CH-CH2-OH;苯氧乙酸能与FeCl3溶液发生显色反应,结构中必须含有酚羟基,根据苯氧乙酸的结构简式:,可将基团分为羟基和酯基两种,位置可以是邻、间、对位,一硝基取代物有两种的为对位结构,可写作:、、;试剂X是与苯酚中的酚羟基反应,其中b、d能发生,a、c不能选用;根据信息:,可推得丙为ClCH2COOH,反应II为取代反应;反应IV是将甲和苯氧乙酸酯化,故其反应式为:
20.⑴H2;CO;⑵CH3OH;HCOOCH3;HOCH2CHO;⑶酯化;还原(或加成);⑷2HCHO+O22HCOOH;
2CH3COOH+HOCH2CH2OHCH3COOCH2CH2OOCCH3+2H2O。
[解析]首先从C+H2O(g)CO+H2(A、P混合气)出发,根据题中所示变化,分析推断出B是醇,E是醛,F是羧酸。
CO+H2(能发生这两步氧化的有机物是醇)
因为CO和H2在催化剂作用下可生成含有1个碳原子的醇,即CO+2H2CH3OH,所以B为甲醇,E是甲醛,F为甲酸,D为甲酸甲酯。又因为G和F是相邻的同系物,故可推知G为乙酸。其次再根据题中所示的CH3OH+PCH3COOH(G),可知增加的是C、O原子,则P为CO,A为H2。最后再根据HCHO+CO+H2S,S能跟新制氢氧化铜反应,1 mol S能产生1 mol氧化亚铜,可推知S一定是含2个碳原子的一元醛(只含有1个C—CHO);同时由于S+H2T,每摩尔B、T跟足量金属钠反应,T产生的氢气是B的两倍,又可推知T为二元醇,则S中还应含1个—OH。综上所述可推知S为羟基乙醛,T为乙二醇。